Найден способ создать в ускорителе пучок мюонов

Коллаборация Muon Ionisation Cooling Experiment (MICE) сумела повысить вероятность столкновения мюонов между собой. Это — решающий шаг в создании пучка таких частиц. Результаты работы ученых представлены в статье журнала Nature.

До сих пор с помощью коллайдеров ученые могли ускорять только протоны, электроны и ионы, объединенные в пучки. Но теперь команда физиков стала на шаг ближе к технологии создания пучков мюонов — частиц, подобных электронам, но с гораздо большей массой. Это означает, что их пучки будут обладать энергией в десять раз большей, чем у Большого адронного коллайдера.

В новом исследовании ученые смогли загнать мюоны в достаточно малый объем, тем самым увеличив вероятность их столкновения. Эти частицы образуются при бомбардировке мишени протонами. Их можно отделить от побочных продуктов реакции и перевести в специальный резервуар, где они будут накапливаться. Но в таком случае мюоны образуют сильно рассеянное облако, вероятность столкновения частиц в котором крайне низка.

Чтобы сделать облако менее рассеянным, используется процесс, называемый лучевым охлаждением. Это означает, что мюоны сближаются и движутся в одном направлении. Однако существующие магнитные линзы могли только приблизить мюоны друг к другу или заставить их двигаться в одном и том же направлении. Совместить эти два процесса до сих пор не удавалось.

Но теперь физики разработали принципиально новый метод решения этой проблемы — охлаждение мюонов путем пропускания их через специально разработанные энергопоглощающие материалы. При этом охлаждающий луч был очень плотно сфокусирован мощными сверхпроводящими магнитными линзами. После охлаждения пучка в более плотном облаке мюоны могут ускоряться обычным ускорителем частиц в определенном направлении, что делает гораздо более вероятным их столкновение между собой. Кроме того, холодные мюоны можно замедлить для изучения продуктов их распада.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.